專(zhuān)利名稱(chēng):臭氧發(fā)生裝置的電源的制作方法
本發(fā)明屬于臭氧發(fā)生裝置中的電源的改進(jìn)。
臭氧發(fā)生器是利用無(wú)聲放電原理，在含氧氣體中通過(guò)高壓無(wú)聲放電，產(chǎn)生工業(yè)用臭氧氣的裝置。臭氧氣是一種強(qiáng)氧化劑，可用于殺菌。隨著環(huán)境工程的發(fā)展，使用臭氧的領(lǐng)域正在擴(kuò)大，特別在消除污染方面，它可用來(lái)處理飲用水，對(duì)生活污水和工業(yè)廢水進(jìn)行無(wú)害處理，對(duì)水和氣體進(jìn)行除臭脫色處理，具有不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)。
臭氧發(fā)生裝置將無(wú)油壓縮含氧氣體通過(guò)干燥處理后進(jìn)入由電極和絕緣介質(zhì)層組成的放電室。外電源通過(guò)變換升壓，引入放電室電極，進(jìn)行無(wú)聲放電，即可產(chǎn)生含臭氧氣的混合氣體而輸出。
目前國(guó)內(nèi)此類(lèi)產(chǎn)品的電源供給都是通過(guò)工頻(50Hz)電源，經(jīng)變壓器升壓至10千伏以上，直接引入放電室而產(chǎn)生臭氧氣。其工作電流電壓波形都是正弦波。缺點(diǎn)是電耗大、設(shè)備苯重、成本高、可靠性差。
近年來(lái)外同類(lèi)臭氧發(fā)生器電源的研制，例如美國(guó)專(zhuān)利4，016，060日本專(zhuān)利58-168319和聯(lián)邦德國(guó)專(zhuān)利3，027，112都采用脈沖工作方式，以提高臭氧的產(chǎn)生效率，取得了進(jìn)展，然而它們存在著一個(gè)不足之處，就是沒(méi)有著眼于提高加在放電器電極板兩端的電壓的電壓上升率，即dv/dt值上。例如日本專(zhuān)利58-168119文件列出的電壓波形，電壓上升率是比較低的，這樣必然導(dǎo)致放電器工作過(guò)程中臭氧氣分解增加，造成發(fā)熱、發(fā)光，以致影響臭氧發(fā)生效率的進(jìn)一步提高。
本發(fā)明的特點(diǎn)在于充分利用元件和線路參數(shù)的配合，盡可能提高放電脈沖電壓的dv/dt值(包括+dv/dt值和-dv/dt值)，以減少放電器中的消電離過(guò)程(即減少O3復(fù)合為O2)，降低能量消耗提高臭氧的生成效率。
下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明圖1是工作原理圖，圖2是波形圖。直流電源〔1〕可采用固定頻率工作方式或可調(diào)頻率工作方式，也可采用間歇脈沖串工作方式;它可以是單向脈沖式的，也可是正、負(fù)方向?qū)ΨQ(chēng)方式的。直流電源〔1〕供給由固體功率器件組成的電流脈沖發(fā)生器〔2〕，產(chǎn)生三角形脈沖電流波〔6〕。它的理想波形為一底寬較窄(T＞＞t)的三角形波，當(dāng)電流到來(lái)之前和電流上升之間有一個(gè)明顯的突變;然后電流線性上升，達(dá)到峰值后又突變?yōu)榫€性下降，最后突變?yōu)榱?。此電流波形的底寬t可以從1μs到100μs間，重復(fù)周期T可以從20μs到10ms間。將這樣的電流對(duì)感應(yīng)變壓器〔3〕(在聯(lián)邦德國(guó)專(zhuān)利3，217，363中稱(chēng)為觸發(fā)特性脈沖變壓器)輸入，根據(jù)CV＝L (di)/(dt)及 (dV)/(dt) ＝L (di)/(dt2)(其中，V-電壓，L-回路電感，i-回路電流)的原理，變壓器可感應(yīng)出前沿后沿都很陡的方波脈沖電壓〔7〕來(lái)，即高dv/dt電壓脈沖波。將它送到放電器〔4〕中進(jìn)行靜電放電，則可產(chǎn)生臭氧氣〔5〕。
單個(gè)晶閘管組成的臭氧發(fā)生器用脈沖電源作為實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例，如圖3所示。直流電源E通過(guò)電感〔8〕對(duì)電容器〔9〕充電，這時(shí)晶閘管〔12〕處在關(guān)斷狀態(tài)。元件兩端所加的電壓就是電容器上的電壓。當(dāng)觸發(fā)脈沖源〔14〕作用在晶閘管〔12〕的門(mén)極時(shí)，元件立即導(dǎo)通。電容器通過(guò)變壓器〔10〕的原邊和晶閘管放電，形成R-L-C放電過(guò)程，直到電流過(guò)零，電容器被反向充電。晶閘管將電流反向阻斷。至此一個(gè)周期結(jié)束，重復(fù)起始充電過(guò)程。當(dāng)電流通過(guò)變壓器原邊時(shí)，變壓器付邊即感應(yīng)出一個(gè)高壓突變脈沖來(lái)，加到放電器的電極板上，產(chǎn)生靜電放電，將極板間的部分氧轉(zhuǎn)化為臭氧。
此電源的工作原理就是利用晶閘管的快導(dǎo)通特性，產(chǎn)生電流突變脈沖，而得到高 (dv)/(dt) 的脈沖電壓，從而產(chǎn)生臭氧氣。不足之處是脈沖電流不是三角波，線性度差。如果用功率晶體器件電路組成三角脈沖發(fā)生器，將會(huì)有更好的效果。
權(quán)利要求
1.一種臭氧發(fā)生裝置的電源，由加在放電器電極板兩端的高電壓使靜電放電，其特征在于該高電壓是由強(qiáng)電流脈沖產(chǎn)生的高電壓上升率(+ (dv)/(dt) )和下降率(- (dv)/(dt) )構(gòu)成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的臭氧發(fā)生裝置的電源，其特征在于其電流波形的底寬t從1μs到100μs，重復(fù)周期T從20μs到10ms。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1和2所述的臭氧發(fā)生裝置的電源，其特征在于它的脈沖是由固體功率器件產(chǎn)生的。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1至3所述的臭氧發(fā)生裝置的電源，其特征是采用可調(diào)頻率工作方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1至3所述的臭氧發(fā)生裝置的電源，其特征是采用固定頻率工作方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1至3所述的臭氧發(fā)生裝置的電源，其特征是采用間歇脈沖串的工作方式。
專(zhuān)利摘要
一種用靜電放電原理產(chǎn)生臭氧氣裝置的電源。屬于化工設(shè)備的改進(jìn)，可用于環(huán)境保護(hù)、消毒殺菌、除臭和脫色等方面。目前這類(lèi)設(shè)備采用工頻電源直接升壓以取得高電壓，通過(guò)靜電放電制取氧氣，設(shè)備龐大。而采取脈沖工作方式的設(shè)備，也未從提高電壓上升率方面來(lái)改進(jìn)。本發(fā)明利用固體功率器件組成的線路產(chǎn)生功率脈沖電流，通過(guò)變壓器升壓得到高電壓上升率的電壓脈沖，在放電室中產(chǎn)生臭氧氣。它成本低、體積小、效率高。
文檔編號(hào)H03K3/02GK85100091SQ85100091
公開(kāi)日1986年8月6日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者甘小杰, 李漢忠, 黃曼青, 王淑玲 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan